Страница 47 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

Часть I

1. У элементов ________ группы

F [ ]

[ ] 1) заряд атомного ядра ________

[ ] 2) радиус атома ________

[ ] 3) окислительные свойства ________

[ ] 4) восстановительные свойства ________

В данном задании рассматриваются изменения свойств элементов VIIA (17-й) группы (галогенов) при движении по группе сверху вниз, на что указывает стрелка, идущая от фтора (F).

1) заряд атомного ядра Заряд атомного ядра определяется количеством протонов в нем и численно равен порядковому номеру элемента в Периодической системе. При движении по группе сверху вниз порядковый номер элемента увеличивается. Например, у фтора (F) порядковый номер 9 (заряд ядра +9), у хлора (Cl) - 17 (заряд ядра +17), у брома (Br) - 35 (заряд ядра +35) и так далее. Следовательно, заряд атомного ядра увеличивается.
Ответ: увеличивается.

2) радиус атома При движении по группе сверху вниз у каждого последующего элемента добавляется новый электронный слой (энергетический уровень). Несмотря на то, что заряд ядра растет и притяжение электронов к ядру усиливается, добавление нового, более удаленного от ядра электронного слоя, оказывает большее влияние. В результате расстояние от ядра до валентных электронов увеличивается.
Ответ: увеличивается.

3) окислительные свойства Окислительные свойства характеризуют способность атома принимать электроны. Эта способность напрямую связана с электроотрицательностью. С увеличением радиуса атома и количества электронных слоев внешние электроны находятся дальше от ядра и сильнее экранируются внутренними электронами, что ослабляет притяжение "чужих" электронов к ядру. Поэтому электроотрицательность и, как следствие, окислительные свойства уменьшаются. Фтор является самым сильным окислителем среди всех элементов.
Ответ: уменьшаются (ослабевают).

4) восстановительные свойства Восстановительные свойства характеризуют способность атома отдавать электроны. Поскольку при движении вниз по группе радиус атома увеличивается, валентные электроны удерживаются ядром слабее, и их легче отдать. Поэтому восстановительные свойства простых веществ-галогенов, а также их анионов (галогенид-ионов) в ряду F⁻ - Cl⁻ - Br⁻ - I⁻ усиливаются.
Ответ: увеличиваются (усиливаются).

2. Простые вещества — галогены имеют двухатомную молекулу, образованную за счёт связи.

а) Электронная формула в общем виде, где Г — галоген:

б) Структурная формула в общем виде, где Г — галоген:

Простые вещества — галогены имеют двухатомную молекулу, образованную за счёт ковалентной неполярной связи.

а) Электронная формула в общем виде, где Г — галоген:

Галогены (обозначим как Г) — это элементы 17-й (VIIA) группы Периодической системы химических элементов. На их внешнем энергетическом уровне находится 7 валентных электронов. Для завершения внешнего уровня до стабильного октета (8 электронов) каждому атому галогена не хватает одного электрона.При образовании двухатомной молекулы $ \text{Г}_2 $ два атома галогена объединяются, образуя одну общую электронную пару. Эта пара электронов формирует одинарную ковалентную связь. У каждого из атомов в молекуле остается по 6 неподеленных электронов (3 неподеленные электронные пары).Электронная формула (или формула Льюиса) изображает валентные электроны точками. Общая электронная пара располагается между символами атомов, а неподеленные пары — вокруг них.

Ответ: $ :\overset{..}{\underset{..}{Г}}:\overset{..}{\underset{..}{Г}}: $

б) Структурная формула в общем виде, где Г — галоген:

Структурная формула показывает, как атомы соединены друг с другом в молекуле. Каждая ковалентная связь (общая электронная пара) в структурной формуле обозначается черточкой. Так как в молекуле галогена ($ \text{Г}_2 $) атомы соединены одной общей парой электронов, между ними образуется одинарная связь, которая изображается одной черточкой. Неподеленные электронные пары в таких формулах, как правило, не указываются для простоты.

Ответ: $ \text{Г} - \text{Г} $

3. В ряду простых веществ $\text{Г}_2$ с __________ кристаллической решёткой:

$F_2$

1) плотность __________

2) интенсивность цвета __________

3) металлические свойства __________

4) неметаллические свойства __________

В задании рассматривается ряд простых веществ, образованных элементами 17-й группы (галогенами), в порядке увеличения их порядкового номера: фтор ($F_2$), хлор ($Cl_2$), бром ($Br_2$), иод ($I_2$), астат ($At_2$). Стрелка вниз указывает на переход от фтора к астату по группе в периодической системе. Все эти вещества при низких температурах образуют молекулярные кристаллические решётки.

1) плотность При движении вниз по группе галогенов с увеличением порядкового номера значительно возрастает атомная масса элементов. Поскольку галогены образуют двухатомные молекулы, их молярная масса ($M(Г_2)$) также увеличивается. Хотя объём атомов и молекул тоже растёт, увеличение массы является преобладающим фактором. Кроме того, с ростом числа электронов в молекуле усиливаются межмолекулярные (ван-дер-ваальсовы) силы, что приводит к более плотной упаковке молекул в конденсированном состоянии. Это проявляется в изменении агрегатного состояния при нормальных условиях: от газов ($F_2$, $Cl_2$) к жидкости ($Br_2$) и твёрдым веществам ($I_2$, $At_2$). Совокупность этих факторов приводит к закономерному увеличению плотности. Ответ: увеличивается.

2) интенсивность цвета Окраска галогенов связана с поглощением света в видимой части спектра, что вызывает переход электронов с высшей занятой молекулярной орбитали (ВЗМО) на низшую свободную молекулярную орбиталь (НСМО). При движении по группе от фтора к иоду энергетическая щель между этими орбиталями уменьшается. Следовательно, для возбуждения молекулы требуется всё меньше энергии, то есть поглощаются фотоны с большей длиной волны. Ряд изменения цвета выглядит так: $F_2$ — очень бледный желто-зелёный, $Cl_2$ — жёлто-зелёный, $Br_2$ — красно-бурый, $I_2$ — тёмно-фиолетовый (пары) или серо-чёрный (кристаллы). Таким образом, цвет становится всё более глубоким и насыщенным. Ответ: усиливается.

3) металлические свойства Металлические свойства характеризуются способностью атомов отдавать валентные электроны. При движении вниз по группе увеличивается количество электронных слоёв, что приводит к росту атомного радиуса. Валентные электроны находятся дальше от ядра и слабее притягиваются к нему из-за экранирования внутренними электронами. В результате энергия ионизации (энергия, необходимая для отрыва электрона) уменьшается. Это означает, что способность атомов отдавать электроны возрастает, а значит, усиливаются и металлические свойства. Так, иод в твёрдом состоянии уже проявляет некоторые "металлические" признаки (например, металлический блеск), а астат классифицируют как металлоид. Ответ: усиливаются.

4) неметаллические свойства Неметаллические свойства, напротив, связаны со способностью атомов присоединять электроны, то есть с их окислительной активностью. Ключевой характеристикой здесь является электроотрицательность. В группе галогенов при движении сверху вниз электроотрицательность закономерно уменьшается. Фтор является самым электроотрицательным элементом в периодической системе, а у астата этот показатель наименьший в группе. Уменьшение электроотрицательности означает, что способность атомов притягивать к себе электроны ослабевает. Следовательно, неметаллические и окислительные свойства в ряду от фтора к астату ослабевают. Ответ: ослабевают.